操作系统原理（第2版）

图书标准信息

• 作者 黑新宏
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2022-09
• 版次 1
• ISBN 9787121441677
• 定价 59.80元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 332页
• 字数 531千字

【内容简介】

操作系统主要涉及对计算机软/硬件资源的控制和管理。本书对操作系统的实现原理进行了详细和深入的分析，力求做到全面、系统、准确和通俗，以便读者透彻理解操作系统的设计思想，深化对基本概念的掌握。全书共分6章，主要包括引论、处理器管理、进程同步与通信、存储管理、设备管理和文件管理。

   本书结构清晰、内容丰富、取材新颖，既强调知识的实用性，又注重理论的完整性，可作为高等院校计算机及相关专业的操作系统课程教材，也可作为从事计算机工作及报考研究生人员的参考资料。

【作者简介】

黑新宏，1994.9-1998.7 西安理工大学 计算机及其应用 学士；2000.9-2003.4 西安理工大学 计算机应用技术 硕士；2005.4-2008.3 日本大学 理工学部 计算机科学 博士；2008.7-2013.11 西安理工大学计算机科学与工程学院 副教授；2013.12至今 西安理工大学计算机科学与工程学院 教授；2018.1至今，西安理工大学计算机学院教授、院长。

【目录】

目录

第1章  引论1

1.1  操作系统的概念1

1.1.1  什么是操作系统1

1.1.2  操作系统的主要功能4

1.1.3  操作系统的基本特征6

1.2  操作系统的逻辑结构和运行模型8

1.2.1  用户态和内核态的划分8

1.2.2  操作系统的逻辑结构9

1.2.3  操作系统的运行模型12

1.3  操作系统的形成与发展12

1.3.1  操作系统的形成时期13

1.3.2  操作系统的成熟时期15

1.3.3  操作系统的进一步发展时期18

1.4  主要操作系统的类型20

1.4.1  批处理操作系统20

1.4.2  分时操作系统21

1.4.3  实时操作系统23

1.4.4  微机操作系统24

1.4.5  网络操作系统26

1.4.6  多CPU操作系统27

1.4.7  分布式操作系统29

1.4.8  嵌入式操作系统31

1.5  操作系统安全性概述32

1.5.1  操作系统安全的重要性32

1.5.2  操作系统的安全观点33

1.5.3  实现操作系统安全性的基本技术33

1.6  操作系统运行基础34

1.6.1  处理器及工作模式34

1.6.2  中断技术38

1.6.3  系统调用42

习题144

第2章  处理器管理49

2.1  进程的概念49

2.1.1  程序的顺序执行49

2.1.2  程序的并发执行50

2.1.3  进程52

2.2  进程的状态及转换55

2.2.1  两状态进程模型55

2.2.2  三状态进程模型55

2.2.3  五状态进程模型57

2.2.4  进程的挂起58

2.2.5  进程控制块60

2.3  进程控制62

2.3.1  进程切换62

2.3.2  进程控制原语64

2.4  处理器调度67

2.4.1  作业与进程的关系67

2.4.2  CPU的三级调度69

2.4.3  处理器调度队列模型71

2.4.4  进程调度的方式和时机73

2.5  单处理器调度算法75

2.5.1  调度原则76

2.5.2  常用调度算法77

2.5.3  实时调度83

2.6  线程84

2.6.1  线程的引入85

2.6.2  线程的概念86

2.6.3  线程与传统进程的比较87

2.6.4  线程实现原理88

习题289

第3章  进程同步与通信95

3.1  进程同步的基本概念95

3.1.1  并发进程的关系95

3.1.2  进程的互斥与同步96

3.1.3  临界资源与临界区97

3.2  进程互斥方法99

3.2.1  实现进程互斥的硬件方法99

3.2.2  实现进程互斥的软件方法101

3.3  信号量机制103

3.3.1  信号量103

3.3.2  使用信号量实现进程互斥107

3.3.3  使用信号量实现进程同步108

3.4  经典互斥与同步问题111

3.4.1  生产者?消费者问题111

3.4.2  哲学家进餐问题114

3.4.3  读者?写者问题117

3.4.4  睡眠理发师问题120

3.5  经典互斥与同步问题的应用122

3.5.1  缓冲区数据传送问题122

3.5.2  吃水果问题123

3.5.3  汽车过桥问题125

3.6  管程机制126

3.6.1  条件变量与管程结构126

3.6.2  生产者-消费者问题的管程解决方法131

3.6.3  哲学家进餐问题的管程解决方法133

3.6.4  读者-写者问题的管程解决方法134

3.6.5  睡眠理发师问题的管程解决方法136

3.6.6  吃水果问题的管程解决方法137

3.7  进程通信139

3.7.1  进程通信的概念139

3.7.2  共享内存通信方式140

3.7.3  消息缓冲通信方式141

3.7.4  信箱通信方式144

3.7.5  管道通信方式145

3.8  死锁147

3.8.1  产生死锁的原因和必要条件148

3.8.2  死锁的预防151

3.8.3  死锁的避免153

3.8.4  死锁的检测与解除158

习题3162

第4章  存储管理169

4.1  程序的链接和装入169

4.1.1  逻辑地址和物理地址170

4.1.2  程序的链接170

4.1.3  程序装入与地址定位171

4.2  存储器及存储管理的基本功能174

4.2.1  多级存储器体系175

4.2.2  内存的分配与回收以及地址转换175

4.2.3  内存的共享、保护及扩充177

4.3  分区存储管理179

4.3.1  单一连续分区存储管理179

4.3.2  固定分区存储管理181

4.3.3  可变分区存储管理183

4.3.4  覆盖与交换技术188

4.4  分页存储管理190

4.4.1  分页存储管理的基本原理190

4.4.2  分页存储管理的地址转换与存储保护192

4.4.3  两级页表和多级页表195

4.4.4  内存物理块的分配与回收198

4.5  分段存储管理198

4.5.1  分段存储管理的基本原理198

4.5.2  分段存储管理的地址转换与存储保护200

4.5.3  分段存储管理的优缺点203

4.6  段页式存储管理204

4.6.1  段页式存储管理的基本原理204

4.6.2  段页式存储管理的地址转换和优缺点205

4.7  虚拟存储管理207

4.7.1  虚拟存储器的概念207

4.7.2  请求分页存储管理209

4.7.3  请求分段存储管理219

4.7.4  请求段页式存储管理223

习题4226

第5章  设备管理233

5.1  设备管理概述233

5.1.1  设备的分类233

5.1.2  设备管理的目标和功能234

5.2  I/O设备管理系统的组成236

5.2.1  I/O设备管理系统的硬件组织236

5.2.2  I/O设备管理系统的软件组织241

5.3  I/O设备控制方式247

5.3.1  程序直接I/O控制方式247

5.3.2  中断I/O控制方式248

5.3.3  DMA I/O控制方式249

5.3.4  通道I/O控制方式251

5.3.5  4种I/O控制方式的对比253

5.4  缓冲技术与虚拟设备技术254

5.4.1  缓冲技术254

5.4.2  虚拟设备技术259

5.5  设备的分配与回收261

5.5.1  用于设备分配的数据结构261

5.5.2  设备分配263

5.5.3  设备回收267

5.6  磁盘存储器管理268

5.6.1  存储设备概述268

5.6.2  磁盘调度269

5.6.3  提高磁盘I/O速度的方法273

5.6.4  磁盘阵列（RAID）275

习题5279

第6章  文件管理283

6.1  文件系统的基本概念283

6.1.1  文件系统的引入283

6.1.2  文件与文件系统284

6.2  文件的组织结构288

6.2.1  文件的逻辑结构288

6.2.2  文件的物理结构290

6.3  文件目录与文件操作296

6.3.1  文件控制块与索引节点297

6.3.2  目录结构300

6.3.3  文件目录查找303

6.3.4  文件操作303

6.4  文件存储空间管理306

6.4.1  空闲分区表法306

6.4.2  空闲块链法307

6.4.3  位示图法309

6.5  文件共享与文件安全309

6.5.1  早期的文件共享方法310

6.5.2  目前常用的文件共享方法311

6.5.3  文件系统的安全313

6.5.4  文件系统的可靠性314

6.5.5  文件保护316

习题6318

参考文献322